近日，仲(zhong)愷農(nóng)業(yè)工(gong)程學院研究人(ren)員在國際食品(pin)期刊《Current Research in Food Science》（中科(ke)院大類一區(qū)，IF：7）發(fā)(fa)表了題為(wei)"Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties"的研究論(lun)文。在該論文(wen)中，研究人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質構儀(yi)用于測定3D打印(yin)乳液(ye)凝膠的硬(ying)度和粘附(fu)性等指標。

菊粉是一種(zhong)益生元，也是(shi)乳液(ye)凝膠的有效(xiao)質構改良劑，對(dui)于咀嚼能力下(xia)降的消費者具(ju)有重要商業(yè)價(jia)值。本(ben)研究評估了(le)菊粉對 3D 打印(yin)乳液凝膠的(de)打印精度、結構(gou)完整(zheng)性和(he)感官品質的(de)影響。研究成(cheng)功開(kai)發(fā)出一(yi)種基于菊粉的(de)乳液凝膠，該(gai)凝膠在 - 18°C 至(zhi) 25°C 范圍內(nèi)具有(you)理想的(de)質構和冷凍(dong)穩(wěn)定性。流變學分析顯(xian)示，隨著菊粉(fen)含量的增(zeng)加，凝膠的彈性(xing)顯著提(ti)升。在(zai)頻率(lv)掃描中(zhong)，儲能(neng)模量(liang)（G′）從 2.99×103 Pa（菊粉(fen)含量 6.7%）上升至 1.08×10? Pa（菊(ju)粉含量 20%）；在(zai)振蕩(dang)掃描(miao)中，G′從 2.27×103 Pa 上升(sheng)至 7.18×103 Pa。頻(pin)率和觸(chu)變性測試(shi)表明，無鹽凝(ning)膠的儲能(neng)模量(liang)（G′）和黏度最高。溫(wen)度掃描顯示，在(zai) - 18°C 時凝膠的模量(liang)達到(dao)峰值(zhi)（G′=2.44×10? Pa；損耗模量 G″=1.09×10? Pa）。值得注意的(de)是，20% 菊粉凝膠解(jie)凍后的 G′僅下降(jiang) 65%，而 6.7% 菊粉凝膠(jiao)的 G′下降(jiang)了 76%，這(zhe)證實高菊(ju)粉含量的凝(ning)膠具有更好的(de)凍融穩(wěn)定性。電(dian)子鼻檢測和(he)感官評價表(biao)明，菊粉含(han)量越高，茶(cha)籽油的特征(zheng)氣味越(yue)淡。相關性(xing)分析(xi)顯示，硬度與(yu)脂肪感和(he)順滑感等感(gan)官屬性(xing)呈負相關(guan)，這凸顯了儀器(qi)測量結果對(dui) 3D 打印食(shi)品感官質構(gou)的預測價值。

使用質(zhi)構儀進行測試(shi)能夠模擬并(bing)直觀(guan)呈現(xiàn)乳(ru)液在口腔加(jia)工過程中的行(xing)為，為 3D 打印乳(ru)液凝膠(jiao)的質構特性(xing)提供有價(jia)值的見解(jie)。3D 打印乳液(ye)凝膠產(chǎn)品的(de)質構儀測試結(jie)果如圖(tu)3所示。不(bu)出所料，打印(yin)產(chǎn)品的硬(ying)度隨(sui)菊粉含量的(de)增加而成比例(li)上升(sheng)。圖 3（a）顯示(shi)，含 20.00%（w/v）菊(ju)粉的乳液凝膠(jiao)硬度(du)最高(gao)，測得值為 108 gf，而配(pei)方 PC3 和(he) PC2 中含 20.00%（w/v）菊粉的(de)產(chǎn)品硬度值分(fen)別為 75 gf和(he) 50 gf。此外，圖 3（a）顯示(shi) PC4、PC3 和 PC2 的最(zui)大負力分別為(wei) - 9 gf、-7 gf和 - 24gf，這些(xie)數(shù)值(zhi)代表乳液(ye)凝膠的黏(nian)附性。上述結(jie)果表明，菊(ju)粉含(han)量越(yue)高的乳液(ye)越易(yi)吞咽。這一發(fā)(fa)現(xiàn)與打印(yin)結果分(fen)析一致(zhi)，說明隨著菊(ju)粉含量增(zeng)加，乳液凝(ning)膠體系變得(de)更加穩(wěn)定。

圖 3（b）顯示(shi)，打印產(chǎn)(chan)品的(de)硬度并未(wei)隨鹽濃度(du)的增(zeng)加而發(fā)生(sheng)顯著變化。然(ran)而，打印產(chǎn)品(pin)的黏附(fu)性卻隨(sui)著鹽濃度(du)的升高而(er)逐漸增強。具(ju)體而(er)言，PC4、PB1、PB2、PB3、PB4 和 PB5 的(de)最大(da)負力分別(bie)為 - 9gf、-27gf、-39gf、-45gf、-56gf和 - 75gf。這一結果(guo)與流變(bian)儀分析得出(chu)的結論相悖(bei) —— 流變儀分(fen)析顯示，鹽(yan)的添加會(hui)導致乳液凝膠(jiao)的黏度(du)和儲能模量（G′）下(xia)降。

由于(yu)蔗糖分子體(ti)積較(jiao)小，無法(fa)像大型多糖分(fen)子那樣(yang)形成堅固的(de)三維網(wǎng)絡(luo)結構。因此，蔗糖(tang)的添(tian)加對乳液(ye)凝膠的流變學(xue)特性和結構(gou)穩(wěn)定性影響甚(shen)微。結果，添加了(le)蔗糖的(de)打印(yin)產(chǎn)品在質(zhi)構儀測試(shi)結果(guo)中未表現(xiàn)出(chu)顯著差異。

圖3 含有(you)不同(tong)含量菊粉（a）、鹽(yan)（b）和蔗糖(tang)（c）的3D打(da)印乳液凝膠(jiao)的質構

參考文獻：Junjie Liu et al. Edible 3D printed emulsion gels: Effects of inulin on sensory characteristics and mechanical properties. Current Research in Food Science, 2025。